l.p.哈特利在他的《中間人》一書中寫道：「過去，乃是異國他鄉。那裡的人行事之方式與這兒頗不相同——但是，為什麼過去與未來會有如此大的差別？為什麼我們所記住的只是過去，而不是未來？」換句話說，為什麼時間總是一直向前？它與宇宙正在膨脹這一事實有關聯嗎？

c,p,t

物理學定律對過去和對未來是沒有區別的。說得更確切一些，物理學定律不會因稱之為c、p和t的聯合動作而發生改變（c表示把粒子轉變為反粒子。p的意思是取映象，也就是左右彼此互換。t指的是把全部粒子的運動方向反過來——其效果就是做反向運動）。在所有的常規情況中，支配物質行為的物理學定律不會因動作c和p而自行改變。換言之，要是另一顆行星上的居民是我們的映象，且由反物質組成，則那裡的生命應當與我們完全一樣。如果您遇到來自另一顆行星上的人，而他伸出了他的左手，那麼請勿與他握手。他也許是由反物質構成的。一旦握手，你們兩人會瞬間消失，並化作一片極其明亮的閃光。如果物理學定律不會因c和p的聯合動作而發生改變，且不會因c、p和t的聯合動作而改變，那麼它們在僅有動作t時也必然不會改變的。但是，日常生活中的時間在向前與朝後兩個方向之間卻有著很大的差別。設想有一杯水從桌子上跌落，並在地板上摔成碎片。要是您把這一事件拍攝成一段錄影，則不難區分該過程是向前還是朝後。如果您將其倒退放映，您會看到杯子的碎片突然間自行聚合且從地板上躍起，這些碎片會組合成一隻完整的杯子，並跳回到桌面上。您能判定這時錄影是在倒放，因為在日常生活中絕不可能觀測到這類行為。要是真會出現這種事件，陶瓷廠商必會破產無疑。

時間箭頭

至於我們為什麼看不到破碎了的杯子會跳回到桌面上的問題，通常給出的解釋是熱力學第二定律不容許出現這類事件。該定律告訴我們，無序程度，或者說熵，總是隨時間而增大。換句話說，這也就是墨菲定律51的內涵——事物總是朝壞的方向發展。桌子上一隻完好的杯子處於高度有序狀態，而地板上打破了的杯子是一種無序狀態。因此，可以從過去桌面上一隻完好無缺的杯子變為未來地板上的破碎杯子，但反其道行之則不行。

無序程度，或者說熵隨時間而增大，是所謂時間箭頭的一個例子，此類概念給時間一種方向，將過去和將來區分開來。至少存在三類不同的時間箭頭。第一類，熱力學時間箭頭——沿著這一時間方向，無序程度或熵總是在增加的。第二類，心理學時間箭頭。這個方向使我們感覺到時間在不斷流逝——沿著這一時間方向，我們記住了過去，但對未來並無所知。第三類，還存在宇宙學時間箭頭。沿著這一時間方向，宇宙是在膨脹，而不是在收縮。

下面我要來論證心理學箭頭取決於熱力學箭頭，因而這兩個箭頭始終指向同一方向。如果對宇宙採用無邊界假設，那麼上述兩個箭頭便都與宇宙學時間箭頭有關，儘管三者也許並不指向同一個方向。然而，我將要說明的是，只有當前兩個箭頭與宇宙學箭頭相一致時才會生成智慧生命，而此類生命還能提出這樣的問題：為什麼無序程度隨時間增加的方向與宇宙膨脹的方向相同？

熱力學箭頭

首先我要討論有關熱力學時間箭頭的問題。熱力學第二定律是基於這樣一個事實：無序狀態的數目要比有序狀態多得多。例如，現在來考慮一盒拼圖板。對於盒中的拼板來說，有一種、也僅有一種排列方式可以拼成一幅完整的圖案。另一方面，要是把這些拼板作無序安放而並不構成一幅圖案，則排列方式的數目是非常非常多的。

假設有一個系統，一開始處於某種有序狀態，而此類有序狀態為數甚少。隨著時間的推移，該系統會按照物理學定律演化，它的狀態也就隨之發生變化。過了一段時間後，系統便會以很大的機率處於一種較為無序的狀態，其原因很簡單——無序狀態比有序狀態多得多。因此，只要系統遵循一個高度有序的初始條件，無序程度就會表現出隨時間而增大的趨勢。

假定在開始時拼板作有序排列，並構成一幅圖案。一旦您搖動拼圖盒，拼板便會呈現另一種排列方式。這很可能是一種無序排列，這時拼板並不會組成一幅應有的圖案，原因很簡單：無序排列的方式較之有序排列要多得多。拼板的某些組合仍然有可能構成圖案的某些部分，但您搖晃拼圖盒的次數越多，這類拼板組合越有可能被破壞掉。拼板終將會呈現一種完全雜亂無章的狀態，這時它們不會組成任何式樣的圖案。因此，如果一開始這些拼板遵循處於某種高度有序狀態的初始條件，那麼它們的無序程度就很可能隨時間而增大。

然而，現在假設上帝決定宇宙在晚期應該以某種高度有序的狀態終其一生，而不管它誕生時是什麼狀態。那麼，在早期階段宇宙很有可能處於某種無序狀態，且無序程度應當隨時間而減小。您會看到破碎了的杯子自行結合在一起，並跳回到桌面上。不過，對任何正在觀察那些杯子的人而言，他們會生活在無序程度隨時間而減小的宇宙之中。我將要說明，這些人會有一種反向的心理學時間箭頭。也就是說，他們會記著將來的事情，而對之前的事情卻並無記憶。

心理學箭頭

談論人的記憶力可不是一件容易的事，因為我們並不清楚大腦的具體運作細節。不過，我們確實掌握了計算機儲存器的全部工作原理。因此，下面我將討論計算機的心理學時間箭頭。我認為，可以合理地假定計算機與人的時間箭頭是相同的。不然的話，人們便可以利用一臺會記得明天的股票價格的計算機，在股票交易中大獲收益。

就本質上說，計算機儲存器是一種能對兩類狀態取其一的裝置。金屬線的超導迴路可算是一個例子。如果迴路中有電流通過，因為不存在任何電阻，電流便會持續不斷地流動。相反，要是沒有電流，迴路中就會保持這種無電流狀態。儲存器的這兩種狀態可以用「1」和「0」來標識。

在某條記錄錄入儲存器之前，儲存器處於無序狀態，對1和0有相同的機率。當儲存器與系統互動併成為有記憶狀態後，它便會根據系統的狀態，明確地取上述兩類狀態中的一種。由此可見，儲存器從無序狀態轉變為有序狀態。但是，為了確儲儲存器處於正確的狀態，必須消耗一定的能量。這部分能量以熱的形式被消耗掉了，宇宙中的無序程度便因此而增大。可以證明，無序程度的這種增量，比儲存器有序程度的增量來得大。因此，當計算機在儲存器中錄入一條記錄時，宇宙中無序程度的總量就會增大。